【RMI】2024解耦算力发展与碳排放–数据中心用能增长的挑战与解决路径研究报告_54页_2mb

解耦算力发展与碳排放挑战及解决路径

核心结论

1. 算力作为新型生产力，需求快速增长，但其带来显著的能源消耗与碳排放。实现算碳解耦是达成数智化转型与低碳转型双赢的关键。
2. 全球数据中心能耗预计至2030年将增长至7.5万亿千瓦时，年碳排放达34–104亿吨。
3. 主要挑战包括：规划建设不协调、多环节能效待提升、算力与绿电时空不匹配、政策与市场保障不足。

三大挑战

1. 规划建设不协调：数据中心快速发展落后于电力基础设施，选址与用能需求矛盾加剧。
2. 多环节能效待提升：平均PUE过高（中国PUE>1.4），能效标准不完善，余热利用不足。
3. 算力与绿电不匹配：负荷特性与新能源波动、绿电资源分布错位，时空错配显著。

四大解决方案

1. 统筹选址布局

• 核心原则：需求导向（靠近用户/算力场景）、成本导向（绿电/土地/电价）、绿色导向（气候/可再生资源）、安全导向（网络/灾害风险）。
• 关键举措：
  • 优先高绿电区域（如青海、张家口）并探索微电网、源网荷储模式。
  • 利用自然冷源（如贵州贵安新区）降低冷却能耗。
  • 推动余热回收（如为园区供暖），弥补现有标准不足。

2. 提升节能与标准建设

• 优化指标体系：需在PUE基础上加入可再生能源利用率（REF）、冷却效率比（CER）、碳利用效率（CUE）等指标。
• 技术推广：
  • 提高服务器利用率（虚拟化技术）。
  • 推广高效冷却系统（如蒸发冷却、液冷技术）。
  • 完善能效标准，并将余热利用纳入评价体系。

3. 打造低碳电力模式

• 绿电多元化路径：
  • 场内分布式可再生能源（限屋顶资源）。
  • 绿电交易与绿证交易（优先跨区输电完善的区域）。
  • 探索时空匹配的全天候零碳供电策略（如PPA+储能+多种绿源组合）。
• 算电协同机制：
  • 发挥需求侧灵活性（IT负荷可调度、储能调峰填谷）。
  • 智能调度系统串联算力与电网响应需求。

4. 政策与市场保障

• 强制披露与碳核算：
  • 推动数据中心碳排放强制披露（对标欧美政策）。
  • 统一范围三碳排放核算标准，推动DCIM平台应用。
• 金融工具支持：
  • 将节能改造技术纳入绿色债券目录。
  • 发展ESG投资与碳价挂钩型贷款。

行动建议

1. 规划期：建立数据中心多维度评估体系，定量化匹配碳空间与时间。
2. 建设期：推广预制模块？化数据中心技术、余热利用。
3. 运行期：推广智慧运维平台，实现秒级到小时级算电协同。
4. 保障期：制定国家碳核算标准，鼓励绿色金融支持。

参考路径实例如腾讯布局东数西算枢纽节点、贵州贵安利用自然冷源构建绿色算力中心。